CN110662346A - Pcb板 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种PCB板，包括顶层、底层以及设置在所述顶层和所述底层的至少两层的中间层，其中，所述中间层包括第二层和第三层，在所述顶层上设置有一对差分线上的串联电容，所述串联电容在所述顶层所在的区域为电容串联分布区域，其中，在所述第二层上与所述电容串联分布区域相对应的位置设置有禁止布线区域，所述禁止布线区域大于所述电容串联分布区域；在所述第三层上与所述禁止布线区域相对应的位置设置有GND属性区域，并且所述GND属性区域为所述顶层的差分线提供参考。利用本发明，能够解决如何抵消阻抗线阻抗的跳变，保证正确传输，提高传输信号的信号质量等问题。

Description

PCB板

技术领域

本发明涉及电子技术领域，更为具体地，涉及一种可广泛应用于封装零件的具有信号完整性和可靠性的PCB板。

背景技术

现在电子产品向轻薄化发展，更新换代速度也在加块，功能要求越来越丰富，对电子产品的重要的电子部件，电子元器件的支撑体，电子元器件电气连接的载体的PCB的要求也日益严苛，对PCB信号的完整性与产品可靠性要求越来越高。

在图1-1和图1-2所示的实施例中，PCB板为N层，其中各个导电层之间通过绝缘层隔离，S为串接电容边框距周边其他信号的距离，S≥3*W，W为待处理信号线宽，d1为L1层差分线距离参考面的垂直距离。在图1-2所示的实施例中，L1层为零件层，C1、C2为一对差分线上各自的串接电容，差分线线宽为W；L2为GND或者POWER层；L3为信号层；L3因L2的存在布线时可不考虑L1层元件摆放及布线分布而根据布线需要进行layout设计。

在上述实施例中，信号在传输过程中会有衰减，传输距离越长衰减越厉害。一般会给信号一个载波(直流分量)，之后再用串电容的方法吧直流分量滤掉，这样来减少信号的衰减，但这样做的同时，在串接电容处会引起传输线阻抗的变化，如何减小串接电容对信号线阻抗的影响，获得更好的信号，保证信号正确的传输是需要特别注意的问题。

因此，如何抵消阻抗线阻抗的跳变，保证正确传输，提高传输信号的信号质量，成为目前亟需解决的问题。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种PCB板，以解决如何抵消阻抗线阻抗的跳变，保证正确传输，提高传输信号的信号质量等问题。

本发明提供的一种PCB板，包括顶层、底层以及设置在所述顶层和所述底层的至少两层的中间层，其中，所述中间层包括第二层和第三层，在所述顶层上设置有一对差分线上的串联电容，所述串联电容在所述顶层所在的区域为电容串联分布区域，其中，

在所述第二层上与所述电容串联分布区域相对应的位置设置有禁止布线区域，所述禁止布线区域大于所述电容串联分布区域；

在所述第三层上与所述禁止布线区域相对应的位置设置有GND属性区域，并且所述GND属性区域为所述顶层的差分线提供参考。

此外，优选的方案是，在所述第三层的GND属性区域的四周设置有安全隔离区域，其中，

所述安全隔离区域相对于所述GND属性区域单边外扩的范围为：0.075～0.3mm。

此外，优选的方案是，所述顶层为零件层，所述第二层为GND或者POWER层，所述第三层为信号层。

此外，优选的方案是，所述禁止布线区域禁止任何信号线分布，其中，

所述禁止布线区域相对于所述电容串联分布区域单边外扩至少0.2mm。

此外，优选的方案是，所述顶层的差分线的宽度为W，其中，

若3*W＜0.2mm，则所述第三层的GND属性区域相比较所述顶层的电容串联分布区域单边至少外扩3*W。

此外，优选的方案是，所述顶层的所述差分线的宽度为W，其中，

若3*W≥0.2mm，则所述第三层的GND属性区域至少所述第二层的禁止布线区域相同。

从上面的技术方案可知，本发明提供的PCB板，通过在第二层上设置禁止布线区域和在第三层上设置GND属性区域，并将GND属性区域设为顶层的差分线提供参考的设计方式，改变阻抗线阻抗跳变部分参考地平面或power层，改变其相应的分布电容和分布电感，从而抵消阻抗线阻抗的跳变，提供保证正确传输，提高传输信号的信号质量，提高信号的完整性。

为了实现上述以及相关目的，本发明的一个或多个方面包括后面将详细说明的特征。下面的说明以及附图详细说明了本发明的某些示例性方面。然而，这些方面指示的仅仅是可使用本发明的原理的各种方式中的一些方式。此外，本发明旨在包括所有这些方面以及它们的等同物。

附图说明

通过参考以下结合附图的说明的内容，并且随着对本发明的更全面理解，本发明的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：

图1-1为现有的PCB布局剖面示意图；

图1-2为现有的PCB每层布局及其叠合示意图；

图2-1为根据本发明实施例的PCB布局剖面示意图；

图2-2为根据本发明实施例的PCB每层布局及其叠合示意图。

其中的附图标记包括：1、禁止布线区域，2、GND属性区域，3、安全隔离区域，4、电容串联分布区域。

在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。

具体实施方式

针对前述提出的如何抵消阻抗线阻抗的跳变，保证正确传输，提高传输信号的信号质量，成为目前亟需解决的问题，本发明提供了一种新的PCB板，从而解决上述问题。

以下将结合附图对本发明的具体实施例进行详细描述。

为了说明本发明提供的PCB板的结构，图2-1和图2-2分别从不同角度对PCB板的结构进行了示例性标示。具体地，图2-1示出了根据本发明实施例的PCB布局剖面结构；图2-2示出了根据本发明实施例的PCB每层布局及其叠合结构。

如图2-1至图2-2共同所示，本发明提供的PC板，为N层，包括顶层L1、底层LN以及设置在顶层L1和底层LN的至少两层的中间层，其中，中间层包括第二层L2和第三层L3，在顶层L1上设置有一对差分线上的串联电容，S为串接电容边框距周边其他信号的距离，串联电容在顶层L1所在的区域为电容串联分布区域4。

其中，在第二层L2上与电容串联分布区域4相对应的位置设置有禁止布线区域1，禁止布线区域1大于电容串联分布区域4；在第三层L3上与禁止布线区域1相对应的位置设置有GND属性区域3，并且GND属性区域3为顶层L1的差分线提供参考。

在图2-1和图2-2所示的实施例中，L1层为零件层，C1、C2为一对差分线上各自的串接电容，差分线线宽为w；L2为GND或者POWER层；L3为信号层，d2为L1层差分线距离参考面的垂直距离。

其中，顶层L1层为零件层，电容串联分布区域4为差分线对串接电容layout封装边缘组成的图形区域，第二层L2中的禁止布线区域1内不允许有任何信号线分布，禁止布线区域1要比顶层L1层图示中电容串联分布区域4单边外扩至少0.2mm。

其中，第三层L3为信号层，其中GND属性区域2内要是完整地GND或者power，为顶层L1层差分线提供参考，其他区域(除了GND属性区域2和安装隔离区域3)区域内因第二层L2的存在布线时可不考虑L1层元件摆放及布线分布，而根据布线需要进行布局设计，其中，在第三层L3的GND属性区域2的四周设置有安全隔离区域3，其中，安全隔离区域3相对于GND属性区域2单边外扩的范围为：0.075～0.3mm。

此外，在本发明的实施例中，顶层L1的差分线的宽度为W，其中，若3*W＜0.2mm，则第三层L3的GND属性区域2相比较顶层L1的电容串联分布区域4单边至少外扩3*W；若3*W≥0.2mm，则第三层L3的GND属性区域2至少第二层L2的禁止布线区域1相同。当然空间允许的情况下禁止布线区域1和GND属性区域2越大越好。

在本发明的实施例中，差分线阻抗值由于串接电容的存在，在串接电容处阻抗会变大；因此从信号线产生的分布电容分布电感来抵消这种阻抗变化。本发明所述的PCB板的布局设计如图2-1和图2-2所示，顶层L1层差分线及串接电容下方第二层L2层没有任何属性的信号线或铜箔存在，参考层相当于在第三层L3层的GND/power上，这相当于增加了差分线的分布电容(Xc＝1/2πfc＝ε₀s/4πkd，ε₀介电常数，k静电力常量，d差分线与参考层之间的垂直距离)，与图1-1和图1-2相比较，本发明中图2-1的实施例中，d由d1变为d2，值增加，导致分布电容变小，由此抵消串接电容引起的阻抗跳变，因此可以保证信号阻抗的连续性，获得更好地信号质量。

通过上述实施方式可以看出，本发明提供的PCB板，通过在第二层上设置禁止布线区域和在第三层上设置GND属性区域，并将GND属性区域设为顶层的差分线提供参考的设计方式，改变阻抗线阻抗跳变部分参考地平面或power层，改变其相应的分布电容和分布电感，从而抵消阻抗线阻抗的跳变，提供保证正确传输，提高传输信号的信号质量，提高信号的完整性。

如上参照附图以示例的方式描述了根据本发明提出的PCB板。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本发明所提出的PCB板，还可以在不脱离本发明内容的基础上做出各种改进。因此，本发明的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。

Claims (6)

1.一种PCB板，包括顶层、底层以及设置在所述顶层和所述底层的至少两层的中间层，其中，所述中间层包括第二层和第三层，在所述顶层上设置有一对差分线上的串联电容，所述串联电容在所述顶层所在的区域为电容串联分布区域，其特征在于，

在所述第二层上与所述电容串联分布区域相对应的位置设置有禁止布线区域，所述禁止布线区域大于所述电容串联分布区域；

在所述第三层上与所述禁止布线区域相对应的位置设置有GND属性区域，并且所述GND属性区域为所述顶层的差分线提供参考。

2.如权利要求1所述的PCB板，其特征在于，

在所述第三层的GND属性区域的四周设置有安全隔离区域，其中，

所述安全隔离区域相对于所述GND属性区域单边外扩的范围为：0.075～0.3mm。

3.如权利要求1所述的PCB板，其特征在于，

所述顶层为零件层，所述第二层为GND或者POWER层，所述第三层为信号层。

4.如权利要求1所述的PCB板，其特征在于，

所述禁止布线区域禁止任何信号线分布，其中，

所述禁止布线区域相对于所述电容串联分布区域单边外扩至少0.2mm。

5.如权利要求1所述的PCB板，其特征在于，

所述顶层的差分线的宽度为W，其中，

若3*W＜0.2mm，则所述第三层的GND属性区域相比较所述顶层的电容串联分布区域单边至少外扩3*W。

6.如权利要求1所述的PCB板，其特征在于，

所述顶层的所述差分线的宽度为W，其中，

若3*W≥0.2mm，则所述第三层的GND属性区域至少所述第二层的禁止布线区域相同。

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